Innovations pour Réduire les Émissions Industrielles
Des chercheurs de l’Université de Sydney ont mis au point une méthode novatrice visant à diminuer les émissions industrielles. Leur approche exploite l’« intelligence atomique » des métaux liquides pour favoriser des réactions chimiques plus écologiques et durables.
Un Problème Mondial Persistant
Malgré les efforts mondiaux pour promouvoir les énergies renouvelables et l’électrification, la production chimique représente environ 10 à 15 % des émissions mondiales de gaz à effet de serre. De plus, plus de 10 % de l’énergie totale utilisée dans le monde est consommée par les usines chimiques, et ces chiffres continuent d’augmenter.
Cette situation est due aux quantités considérables d’énergie nécessaires pour provoquer les réactions chimiques utilisées dans la fabrication de divers produits. Dans une étude publiée dans la revue Science, les chercheurs ont élaboré une feuille de route démontrant comment le traitement chimique peut être transformé en modifiant la nature des réactions.
Importance des Réactions Chimiques dans la Fabrication Moderne
Le professeur Kourosh Kalantar-Zadeh, directeur de l’École de génie chimique et responsable de cette recherche, a déclaré : « Les gens oublient souvent que les réactions chimiques sont au cœur de tout ce que nous avons et utilisons ; presque tous les produits modernes sont créés grâce à des réactions chimiques. Des plastiques de haute qualité pour les dispositifs médicaux à l’ammoniac pour l’agriculture, le processus actuel de fabrication nécessite d’importantes quantités d’énergie, entraînant une augmentation des émissions de gaz à effet de serre. »
De nombreuses réactions chimiques, y compris celles pour la production d’hydrogène vert, la synthèse de produits chimiques spécifiques comme les polymères utilisés dans les articles ménagers, ainsi que la décomposition de matériaux variés tels que les microplastiques et les substances persistantes comme les PFAS, sont toutes des cibles potentielles pour une amélioration grâce aux métaux liquides.
Une Nouvelle Approche avec les Métaux Liquides
« L’utilisation de métaux liquides pour les réactions chimiques est encore un concept relativement nouveau ; la plupart des réactions chimiques reposent encore sur des processus vieux de plusieurs décennies. Exploiter l’« intelligence atomique » des métaux sous forme liquide pour provoquer des réactions reste largement inexploré, mais cela offre un potentiel énorme pour transformer l’avenir des industries chimiques », a ajouté le professeur Kalantar-Zadeh.
Son équipe a testé l’année dernière une technique utilisant des métaux liquides, espérant remplacer les processus d’ingénierie chimique énergivores qui utilisent des catalyseurs solides – des métaux ou des composés solides qui provoquent des réactions chimiques – pour créer une gamme de produits, y compris des plastiques, des engrais, des combustibles et des matières premières. Récemment, l’équipe a démontré la possibilité d’utiliser des alliages de métaux liquides dérivés de plusieurs métaux pour la production d’hydrogène.
Cette approche permet d’initier des réactions chimiques à des températures plus basses, contrairement aux techniques actuelles qui nécessitent de chauffer les métaux à plusieurs milliers de degrés Celsius. Les métaux liquides dissolvent plutôt des métaux catalytiques – des métaux qui provoquent des réactions – tels que l’étain, le cuivre, l’argent et le nickel à basse température, créant des alliages qui favorisent les réactions chimiques avec une faible consommation d’énergie.
Cette recherche a été financée par le Conseil australien de la recherche dans le cadre d’une bourse Laureate.
